Окружность и круг. Касательная к окружности и построения циркулем и линейкой
Элементы окружности: центр, радиус, диаметр, хорда, дуга. Касательная и секущая. Свойство радиуса в точке касания. Базовые построения циркулем и линейкой.
1. Окружность:
Множество всех точек плоскости, удаленных от фиксированной точки O (центра окружности) на заданное расстояние R (радиус).
2. Круг:
Часть плоскости, ограниченная окружностью (включает внутренние точки на расстоянии r ≤ R от центра).
3. Элементы окружности:
• Радиус (R) — отрезок, соединяющий центр O с любой точкой окружности;
• Хорда — отрезок, соединяющий любые две точки окружности;
• Диаметр (D) — наибольшая хорда, проходящая через центр: D = 2R. Диаметр делит окружность на две равные полуокружности;
• Дуга — часть окружности, ограниченная двумя точками.
Чертеж: Окружность, радиус, диаметр, хорда и касательная
Базовый параметр
Максимальная хорда
Пусть d — расстояние от центра окружности O до прямой a, а R — радиус окружности. Возможны три случая:
1. d > R:
Прямая и окружность не пересекаются (0 общих точек).
2. d < R:
Прямая пересекает окружность в двух различных точках (секущая прямая).
3. d = R:
Прямая имеет с окружностью ровно одну общую точку и называется касательной к окружности.
Теорема о касательной:
Касательная к окружности перпендикулярна радиусу, проведенному в точку касания:
t ⊥ OM, где M — точка касания.
Обратная теорема (признак касательной):
Если прямая проходит через точку окружности и перпендикулярна радиусу в этой точке, то она является касательной.
1 общая точка
t ⊥ R
Теорема:
Отрезки касательных к окружности, проведенных из одной точки, лежащей вне окружности, равны и составляют равные углы с прямой, проходящей через эту точку и центр окружности.
Пусть из точки P проведены две касательные к окружности с точками касания A и B:
1. PA = PB (длины касательных равны);
2. Луч PO — биссектриса угла ∠APB (∠APO = ∠BPO);
3. Луч OP — биссектриса угла ∠AOB (между радиусами);
4. Четырехугольник PAOB — дельтоид, причем ∠PAO = ∠PBO = 90°, следовательно, сумма противоположных углов: ∠APB + ∠AOB = 180°.
Классические задачи на построение используют только циркуль (для проведения окружностей) и одностороннюю линейку без делений (для проведения прямых):
Построение угла, равного данному
Построение биссектрисы угла
Построение середины отрезка (серединного перпендикуляра)
Типовое задание ЕНТ:
«Из точки M к окружности проведены касательные MA и MB. Угол между касательными равен 70°. Найдите угол AOB между радиусами, проведенными в точки касания».
Ловушка:
Многие школьники начинают строить сложные треугольники.
Простое свойство:
Так как OA ⊥ MA (∠OAM = 90°) и OB ⊥ MB (∠OBM = 90°), сумма углов четырехугольника OAMB равна 360°:
∠AOB + ∠AMB = 360° - 90° - 90° = 180°!
Следовательно: ∠AOB = 180° - 70° = 110°.
Правило ЕНТ: Сумма угла между касательными и центрального угла
Угол между двумя касательными и угол между радиусами, проведенными в точки касания, ВСЕГДА дополняют друг друга до 180°: ∠M + ∠O = 180°.
- 1. Определение окружности, круга и их основных элементов~5 мин
- 2. Взаимное расположение прямой и окружности. Касательная~5 мин
- 3. Теорема об отрезках касательных из одной точки~5 мин
- 4. Базовые геометрические построения циркулем и линейкой~5 мин
- 5. Ловушки ЕНТ: Четырехугольник с вершинами в центре и точках касания~5 мин
